Atomii îndepărtați oferă un nou indiciu pentru proiectarea catalizatorilor

Cercetători din Coreea de Sud și Germania au demonstrat că atomii aflați mult dincolo de vecinătatea imediată a unei molecule pot modifica puterea cu care aceasta se leagă de un catalizator metalic. Descoperirea le oferă oamenilor de știință un nou factor de luat în calcul la proiectarea acestor materiale, care accelerează reacțiile chimice folosite în industrii precum producția de îngrășăminte.

Echipa, de la Institutul pentru Științe Fundamentale din Coreea de Sud și Institutul Max Planck pentru Științe Multidisciplinare din Germania, și-a publicat rezultatele în Science.

Pentru a testa până unde se extinde influența, cercetătorii au creat suprafețe de platină cu trepte minuscule, la scară atomică, variind distanța dintre ele. Apoi au măsurat cât de puternic se leagă de aceste suprafețe moleculele de amoniac, monoxid de carbon și monoxid de azot.

Chiar și atunci când atomii de la punctul de atașare erau dispuși similar, modificarea distanței până la o treaptă vecină schimba tăria legăturii. Efectul se întindea pe mai mulți nanometri. Un nanometru reprezintă a miliarda parte dintr-un metru, dar întinderea acestui efect este suficientă pentru a cuprinde zeci de atomi așezați unul lângă altul.

Cercetătorii au stabilit că efectul se datorează electronilor răspândiți în întregul metal, care permit unei molecule să interacționeze cu o regiune mai largă decât vecinătatea sa imediată. Ei au dezvoltat și un model care combină chimia și fizica pentru a explica de ce molecule diferite au reacționat diferit.

Cercetarea nu a produs încă un catalizator mai performant. În schimb, oferă o bază mai solidă pentru calcule care i-ar putea ajuta pe oamenii de știință să prezică proprietăți utile și să proiecteze catalizatori apelând mai puțin la metoda încercării și erorii.